DE3637729A1 - Kraftstoff-einspritzduese fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoff-einspritzduese fuer brennkraftmaschinen

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DE3637729A1
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Karl Hofmann
Paul Fuessner
Kurt Seifert
Wilhelm Christ
Siegfried Schlaf
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Robert Bosch GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/20Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F02M61/205Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/50Arrangements of springs for valves used in fuel injectors or fuel injection pumps
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Einspritzdüsen dieser Gattung werden bei direkt einspritzenden Motoren eingesetzt und zeichnen sich durch eine Voreinspritzphase und eine deutlich davon abgesetzte Hauptein­ spritzphase aus. Der als Stützglied für die Schließfeder dienende Ausweichkolben kann so bemessen sein, daß bei Leerlauf und im unteren Teillastbereich die Ventilnadel vorübergehend schließt, wenn am Ende einer Voreinspritzphase der angestiegene Kraftstoffdruck den Ausweichkolben entgegen der Kraft der Schließfeder zu verschieben und in den vom Ausweichkolben freigegebenen Raum in der Zylinder­ bohrung einzutreten vermag. Der Ausweichkolben kann auch als Steuerelement für einen zum Druckraum der Ventilnadel und zu den Spritzöffnungen führenden Kraftstoffkanal dienen, welcher in der Haupteinspritzphase durch den Ausweichkolben aufgesteuert ist.
Bei einer bekannten Einspritzdüse dieser Gattung (US-PS 25 58 149) ist die Schließfeder zwischen dem Ausweichkolben und einem auf die Ventilnadel einwirkenden Druckbolzen angeordnet, wodurch sich eine verhältnismäßig große Baulänge der Einspritzdüse ergibt. Der der Ventilnadel zugekehrte gehäusefeste Endanschlag für den Ausweichkol­ ben ist an einer Schulter des Düsengehäuses gebildet, welche in Höhe des von der Ventilnadel abgekehrten Endes der Schließfeder angeord­ net ist, wodurch sich ein erhöhter baulicher Aufwand ergibt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber der bekannten Anordnung den Vorteil, daß die Einspritzdüse mindestens um einen Teil der Länge der Schließfeder kürzer bauen kann und daß sich der eine gehäusefeste Anschlag für den Ausweichkolben ohne zusätzliche Mittel an einer vom Düsenhalter nicht überdeckten Ringfläche am Düsenkörper bzw. an einer ohnehin vorhandenen, den Hub der Ventilnadel begrenzenden Zwischenscheibe ergibt. Aus Fertigungsgründen kann es vorteilhaft sein, wenn der Ausweichkolben in einer Zwischenbuchse angeordnet ist, die zwischen Düsenhalter und Düsenkörper bzw. die den Hub der Ventilnadel begrenzende Zwischenscheibe gespannt ist.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch den brennraumseitigen Abschnitt einer Einspritzdüse für eine selbst­ zündende Brennkraftmaschine.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die Einspritzdüse hat einen Düsenkörper 10, der zusammen mit einer Zwischenscheibe 12 und einer Zwischenbuchse 14 durch eine Überwurf­ mutter 16 gegen einen Düsenhalter 18 gespannt ist. Im Düsenkörper 10 ist ein der Kraftstoffströmung entgegengerichteter, mindestens einer Spritzöffnung vorgelagerter Ventilsitz gebildet und eine von diesem nach innen abhebende Ventilnadel 20 verschiebbar gelagert. Der Düsenhalter 18 hat einen in der Zeichnung nicht dargestellten An­ schlußstutzen für eine Kraftstoff-Zuleitung, von welchem ein Kanal 22 zu einem die Ventilnadel 20 umgebenden Druckraum im Düsenkörper 10 führt, aus welchem der Kraftstoff zum Ventilsitz gelangt. Im Be­ reich des Druckraums hat die Ventilnadel 20 eine Druckschulter, an welcher der Kraftstoff im Öffnungssinn der Ventilnadel angreift.
Die Zwischenbuchse 14 ist mit einer zur Zwischenscheibe 12 hin offenen Sackbohrung 24 versehen, in der ein Ausweichkolben 26 ver­ schiebbar gelagert ist. Dieser hat hat eine zur Zwischenscheibe 12 hin offene Sackbohrung 28, die eine Schließfeder 30 aufnimmt, welche über ein Druckstück 32 im Schließsinn auf die Ventilnadel 20 ein­ wirkt. Die Schließfeder 30 stützt sich am Boden der Sackbohrung 28 ab und drückt den Ausweichkolben 26 mit einer Dichtkante 33 gegen einen Ventilsitz 34 an der Zwischenbuchse 14. Dieser umgibt die Ein­ mündung eines vom Kanals 22 abgezweigten Kanals 36 in eine Kraft­ stoffkammer 38, die in der Zwischenbuchse 14 zwischen dem Ausweich­ kolben 26 und dem Boden der Sackbohrung 24 gebildet ist. Der Durch­ messer der Dichtkante 33 am Ausweichkolben 26 ist wesentlich kleiner als dessen Außendurchmesser.
Dem Ausweichkolben 26 ist außer dem Ventilsitz 34 eine zweite ge­ häusefeste Anschlagschulter zugeordnet, die durch eine Ringfläche 40 an der oberen Stirnseite der Zwischenscheibe 12 gebildet ist. Die Länge des Ausweichkolbens 26 ist so bemessen, daß er zwischen Ven­ tilsitz 34 und Ringfläche 40 einen Hub h K ausführen kann. Die Ven­ tilnadel 20 ist mit einer Ringschulter 42 versehen, die wie üblich mit der unteren Stirnfläche der Zwischenscheibe 12 den Gesamthub h N der Ventilnadel 20 begrenzt. Die Sackbohrung 28 im Ausweichkol­ ben 26 und der Freiraum 44 in der Zwischenscheibe 12 sind durch eine Radialnut 46 in der Zwischenscheibe 12 und einen die Zwischenbuchse 14 und den Düsenhalter 18 durchsetzenden Kanal 48 mit einem nicht dargestellten Leckölanschluß am Düsenhalter 18 verbunden.
Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:
Der Durchmesser der Dichtkante 33 des Ausweichkolbens 26 ist so auf die Größe der Druckschulter der Ventilnadel 20 abgestimmt, daß der bei Beginn eines Einspritzvorganges ansteigende Kraftstoffdruck zu­ nächst nur die Ventilnadel 20 von ihrem Sitz abhebt und um den Vor­ einspritzhub verschiebt. Am Ende des Voreinspritzhubes ist der Kraftstoffdruck soweit angestiegen, daß er auch den Ausweichkolben 26 vom Ventilsitz 34 abhebt, worauf der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffkammer 38 schlagartig die gesamte Querschnittsfläche des Ausweichkolbens 26 beaufschlagt. Der Ausweichkolben 26 wird dadurch um den Weg h K verschoben, an dessen Ende er an der Zwischenscheibe 12 anschlägt. Bei dieser Bewegung strömt Kraftstoff in die Kraft­ stoffkammer 38 nach, wodurch der Druckanstiegsverlauf des Kraft­ stoffs einen Einbruch erleidet. Gleichzeitig wird durch die Ver­ schiebung des Ausweichkolbens 26 die Schließfeder 30 stärker vorge­ spannt.
Die Teile können so aufeinander und auf die Fördercharakteristik der Einspritzpumpe abgestimmt sein, daß im Leerlauf und im unteren Teil­ lastbereich die Ventilnadel 20 vorübergehend auf ihren Ventilsitz zurückgeführt wird. Im Vollast- und oberen Teillast- bzw. Drehzahl­ bereich steigt der Kraftstoffdruck nach dem Anschlagen des Ausweich­ kolbens 26 an der Zwischenscheibe 12 und Auffüllen der Kraftstoff­ kammer 38 weiter an, wobei die Ventilnadel 20 gegebenenfalls vom Ventilsitz wieder abgehoben und in Öffnungsrichtung verschoben wird, bis sie den Gesamthub h N zurückgelegt hat. Die Abstimmung kann auch so sein, daß bei höheren Drehzahlen der Druckanstieg des Kraft­ stoffs so schnell erfolgt, daß die Ventilnadelbewegung am Ende des Vorhubes nicht umgekehrt, sondern nur vorrübergehend abgebremst wird. Nach der Druckstufe wird die Hauptmenge des Kraftstoffes ein­ gespritzt. Am Ende des Einspritzvorganges kehren die Ventilnadel 20 und der Ausweichkolben 26 in die dargestellte Ausgangslage zurück.
Die den Ausweichkolben 26 aufnehmende Zylinderbohrung 24 könnte auch unter Wegfall der zylindrischen Zwischenbuchse 14 und Kürzung der Überwurfmutter 16 unmittelbar im Düsenhalter 18 vorgesehen sein, der in diesem Fall entsprechend länger bemessen sein muß.

Claims (2)

1. Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einem Düsenkörper, in welchem ein Ventilsitz gebildet und eine von diesem nach innen abhebende Ventilnadel verschiebbar gelagert ist, ferner mit einem Düsenhalter und einer Schließfeder, welche einerseits auf die Ventilnadel einwirkt und sich andererseits an einem Ausweichkol­ ben abstützt, der in einer gleichachsig zur Schließfeder angeord­ neten Zylinderbohrung zwischen zwei gehäusefesten Anschlägen ver­ schiebbar gelagert ist, wobei der von der Ventilnadel weiterab­ liegende erste Anschlag einen Kraftstoff-Zulaufkanal umgibt, der in eine vom Ausweichkolben begrenzte Kammer in der Zylinderbohrung ein­ mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließfeder (30) mindestens über einen Teil ihrer Länge in einer zentralen Bohrung (24) des Aus­ weichkolbens (26) angeordnet ist und daß der der Ventilnadel (20) zugekehrte gehäusefeste Anschlag (40) für den Ausweichkolben (26) am Düsenkörper (10) bzw. an einer zwischen dem Düsenkörper (10) und dem Düsenhalter (18) eingespannten, den Hub der Ventilnadel (20) be­ grenzenden Zwischenscheibe (12) vorgesehen ist.
2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausweichkolben (26) in einem zwischen dem Düsenhalter (18) und dem Düsenkörper (10) bzw. einer den Hub der Ventilnadel (20) begrenzen­ den Zwischenscheibe (12) eingespannten Zwischenbuchse (14) ver­ schiebbar gelagert ist.
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